CN111609053A - 一种高扭矩无磨损车用变速器离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高扭矩无磨损车用变速器离合器，属于离合器技术领域，包括：同轴心可旋转依次设置的主动盘、离合机构、作动盘；其中，离合机构包括外环的从动套与内环的从动盘，从动套辐射设置有多个弹簧碰珠机构，弹簧碰珠机构设置有腔体，腔体在从动套内径面设有出口，腔体内设置一钢珠，钢珠由一弹簧抵压在出口处；从动盘的外径面设置有轮齿，轮齿与钢珠露出出口的部分抵压配合；主动盘，与从动套可轴向移动的同步联接；从动套与作动盘可轴向移动的同步联接。本发明提供了一种能够提高传递扭矩能力和动力性能，避免因部件磨损带来的检修频繁、寿命短的问题，降低运行成本的变速离合器。

Description

一种高扭矩无磨损车用变速器离合器

技术领域

本发明属于离合器技术领域，具体涉及一种高扭矩无磨损车用变速器离合器。

背景技术

目前，车辆用变速器的离合器多采用摩擦式结构，通过初级摩擦片和从动摩擦片之间的接合和分离实现离合传动，一般离合器在车辆的驾驶过程中需要频繁的操作来实现对车辆的有效控制。

随着车辆拥有量的逐渐增多，道路交通的通畅性越来越差，更增加了离合器的操作频率，导致摩擦片摩损严重，检修频繁，而摩擦片的更换和安装都很困难，运行费用较高，同时摩擦式离合传动的传递扭矩范围一般受摩擦材料的限制，不能用于超过摩擦材料的温度、剪切力的重载情况的动力传动，从而嗯影响车辆的动力性能。

因此，急需一种能够提高传递扭矩能力和动力性能，避免因部件磨损带来的检修频繁、寿命短的问题，降低运行成本的变速离合器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高传递扭矩能力和动力性能，避免因部件磨损带来的检修频繁、寿命短的问题，降低运行成本的变速离合器，本发明采取了如下技术方案：

一种高扭矩无磨损车用变速器离合器，包括：同轴心可旋转依次设置的主动盘、离合机构、作动盘；

其中，离合机构包括外环的从动套与内环的从动盘，所述从动套辐射设置有多个弹簧碰珠机构，所述弹簧碰珠机构设置有腔体，所述腔体在从动套内径面设有出口，所述腔体内设置一钢珠，所述钢珠由一弹簧抵压在所述出口处；

所述从动盘的外径面设置有轮齿，所述轮齿与所述钢珠露出所述出口的部分抵压配合；

所述主动盘，与所述从动套可轴向移动的同步联接；所述从动套与所述作动盘可轴向移动的同步联接；

所述主动盘同轴心设置有连接座，所述连接座设置有二阶轴，所述从动套内径与所述连接座的第一阶轴可滑动套接，所述从动盘与所述连接座的第二阶轴轴承连接。

进一步地，所述离合机构还包括楔形块，所述楔形块设置于所述腔体的远离所述出口侧；所述腔体内还设置有压杆，所述弹簧套设于所述压杆外侧；所述压杆一端与所述钢珠接触配合；所述压杆的另一端与所述楔形块滑动配合，用于控制所述钢珠的锁死或释放。

进一步地，所述楔形块一端与所述作动盘固定连接，另一端设置有第一弹性元件；所述第一弹性元件抵压于所述主动盘，提供弹力支持所述楔形块及所述作动盘的复位。

进一步地，所述主动盘与所述从动套之间通过第一滑销式螺栓固定连接，所述第一滑销式螺栓用于所述主动盘与所述从动套之间的固定以及引导所述从动套的轴向运动；所述第一滑销式螺栓外侧套设有第二弹性元件，用于所述从动套的复位。

进一步地，所述轮齿为齿顶面轴向非完整轮齿，其中，所述非完整轮齿的远离主动盘侧为完整轮齿，所述完整轮齿轴向长度大于等于所述钢珠的直径；所述非完整轮齿的靠近主动盘侧为引导轮齿，所述引导轮齿为轮齿齿顶面过渡到无轮齿的过渡部分，用于引导所述钢珠进入所述轮齿进行扭矩传递；所述引导轮齿轴向长度大于所述钢珠的半径。

进一步地，所述引导轮齿与所述轮齿轴的过渡端设置有角度连续的倒角，所述倒角轴向长度等于所述钢珠半径。

进一步地，所述连接座与所述从动盘的所述主动盘侧设置有限位元件，用于限定所述连接座与所述从动盘的轴向及径向的安装位置。

进一步地，所述主动盘与所述离合机构之间设置有第一间隙，用于提供离合器分离时所述离合机构的轴向运动空间；所述作动盘与所述离合机构之间设置有第二间隙，用于提供离合器半联动时所述作动盘相对所述离合机构的轴向运动空间。

进一步地，所述作动盘轴心位置设置有外力轴，所述外力轴轴承连接于所述作动盘，所述外力轴用于将作用力传递给所述作动盘。

一种传动机构，包括上述的任一项变速离合器。

本发明有益效果：

本发明提供了一种高扭矩无磨损车用变速器离合器，其主动盘与从动盘之间通过钢珠与轮齿接触传动，而钢珠因受到径向柔性力可以确保径向受力让位的特点，且与轮齿倒角处接触时，之间作用点的切向方向角在一定范围内连续可变，产生连续可变的接合力，而当钢珠与轮齿接合后，且楔形块限制作用在钢珠上的压杆径向运动时能实现等扭矩输出，传递扭矩能力强，动力性能好，同时钢珠与轮齿之间采用滚动式接触，能避免因部件之间摩擦式磨损带来的检修频繁、寿命短的问题，降低运行成本。

附图说明

图1一种高扭矩无磨损车用变速器离合器结合剖视结构示意图

图2一种高扭矩无磨损车用变速器离合器解除剖视结构示意图

图3一种高扭矩无磨损车用变速器离合器分离剖视结构示意图

其中，1、主动盘；2、第一滑销式螺栓；3、第二弹性元件；4、连接座；5、限位元件；6、第一轴承；7、从动盘；71、轮齿；8、连接元件；9、从动套；10、钢珠；11、第一弹性元件；12、压杆；13、弹性部件；14、楔形块；15、弹簧；16、作动盘；17、第二轴承；18、外力轴；19、第二滑销式螺栓。

具体实施方式

实施例1

一种高扭矩无磨损车用变速器离合器，包括：同轴心可旋转依次设置的主动盘1、离合机构、作动盘16；

其中，离合机构包括外环的从动套9与内环的从动盘7，从动套9辐射设置有多个弹簧碰珠机构，弹簧碰珠机构设置有腔体，腔体在从动套9内径面设有出口，腔体内设置一钢珠10，钢珠10由一弹簧15抵压在出口处；

从动盘7的外径面设置有轮齿71，轮齿71与钢珠10露出出口的部分抵压配合，用于扭矩的传递。

主动盘1，与从动套9可轴向移动的同步联接；从动套9与作动盘16可轴向移动的同步联接；

主动盘1同轴心设置有连接座4，连接座4设置有二阶轴，从动套9内径与连接座4的第一阶轴可滑动套接，从动盘7与连接座4的第二阶轴提供第一轴承6连接。

离合机构还包括楔形块14，楔形块14设置于腔体的远离出口侧；腔体内还设置有压杆12，弹簧15套设于压杆12外侧；压杆12一端与钢珠10接触配合；压杆12的另一端与楔形块14滑动配合，用于控制钢珠10的锁死或释放。

楔形块14一端与作动盘16固定连接，另一端设置有第一弹性元件11；第一弹性元件11另一端抵压于主动盘1，提供弹力支持楔形块14及作动盘16的复位。本实施例中，第一弹性元件11优选为弹簧。

本实施例中，从动套9与连接座4通过键滑动连接；压杆12与钢珠10刚性接触。

主动盘1与从动套9之间通过第一滑销式螺栓2固定连接，第一滑销式螺栓2用于主动盘1与从动套9之间的固定以及引导从动套9的轴向滑动；第一滑销式螺栓2外侧套设有第二弹性元件3，用于从动套9的复位。本实施例中，第二弹性元件3优选为弹簧。

作动盘16与从动套9之间通过第二滑销式螺栓19固定连接，第二滑销式螺栓19用于与从动套9固定连接并引导作动盘16推动从动套9轴向运动。

轮齿71包括齿顶面轴向非完整轮齿，其中，非完整轮齿的远离主动盘1侧为完整轮齿，完整轮齿轴向长度大于等于钢珠10的直径；非完整轮齿的靠近主动盘1侧为引导轮齿，引导轮齿为轮齿齿顶面过渡到无轮齿的过渡部分，用于引导钢珠10进入轮齿71进行扭矩传递；引导轮齿轴向长度大于钢珠10的半径。

本实施中，引导轮齿与轮齿轴的过渡端设置有角度连续的倒角，倒角轴向长度等于钢珠10半径。

连接座4与从动盘7通过第一轴承6转动固定连接。连接座4与从动盘7的主动盘1侧设置有限位元件5，用于限定连接座4与从动盘7的轴向及径向的安装位置。本实施例中，限位元件5包括2个刚性材料的限位元件，其中，一个固定安装在连接座4的内环侧，另一个安装在从动盘7的外环侧，分别限制连接座4与从动盘7的轴向及径向的安装位置，同时可以防止第一轴承6轴向窜动。

作动盘16轴心位置设置有外力轴18，外力轴18转动固定连接于作动盘16，外力轴18用于将作用力传递给作动盘16.本实施例中，外力轴18通过第二轴承17固定于作动盘16。

本实施例中，钢珠10、压杆12、压紧压杆12的弹性部件13、楔形块14、限制楔形块14的第一弹性元件11数量一致，且多于从动盘7的轮齿齿轮；钢珠10的数量多于轮齿71的数量且不成整数倍数关系。

主动盘1与离合机构之间设置有第一间隙，用于提供离合器分离时离合机构的轴向运动空间；作动盘16与离合机构之间设置有第二间隙，用于提供离合器半联动时作动盘16相对离合机构的轴向运动空间。

本实施例中所有元件之间功率传递原理说明：

功率从主动盘1，通过连接元件8将动力传递给连接座4，再通过连接座4的花键传递到从动套9，安装在从动套9内的钢珠10通过与从动盘7接触的轮齿71配合，将功率传递到从动盘7后通过从动盘7内花键传递到下一级功率接受元件。

本实施例的功率传递的切断与连接工作方式说明：

外力作用在外力轴18后通过第二轴承17传递给作动盘16，作动盘16轴向移动受到第二滑销式螺栓19导向，且刚性优先作用到楔形块14后推动楔形块14轴向运动并压缩第一弹性元件11，在楔形块14轴向运动到压杆12径向运动完全可以保证钢珠10被从动盘7的轮齿71作用后超越轮齿71齿顶后，作动盘16开始接触从动套9，并推动从动套9轴向运动，并在第一滑销式螺栓2导向作用下压缩第二弹性元件3，至钢珠10完全脱离从动盘7的轮齿71后，与从动盘7实现滚动式接触，从而实现功率传递的切断。

在第一滑销式螺栓2导向作用下压缩第二弹性元件3推动从动套9轴向运动，导致钢珠10逐渐接触从动盘7轮齿71倒角并逐渐完全接触轮齿71，接触轮齿过程中，压杆12受到弹簧15的作用，在径向运动柔性受限，保证钢珠10与从动盘7轮齿71接触过程中可以径向运动，功率可以实现一定扭矩传递能力，而楔形块14在压缩第一弹性元件11作用下轴向运动，通过刚性接触压杆12，限制压杆12径向运动，压杆12限制钢珠10径向运动，导致钢珠10与从动盘7的轮齿71刚性接触且只能刚性接触后传递所有功率，实现系统的功率连接。

楔形块14轴向移动推动作动盘16轴向移动，且外力轴18、第二轴承17随着作动盘16一起轴向运动至功率切断前的初始位置。

一种传动机构，包括实施例1的变速离合器。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围的。

Claims (10)

1.一种高扭矩无磨损车用变速器离合器，其特征在于，包括：同轴心可旋转依次设置的主动盘、离合机构、作动盘；

其中，离合机构包括外环的从动套与内环的从动盘，所述从动套辐射设置有多个弹簧碰珠机构，所述弹簧碰珠机构设置有腔体，所述腔体在从动套内径面设有出口，所述腔体内设置一钢珠，所述钢珠由一弹簧抵压在所述出口处；

所述从动盘的外径面设置有轮齿，所述轮齿与所述钢珠露出所述出口的部分抵压配合；

所述主动盘，与所述从动套可轴向移动的同步联接；所述从动套与所述作动盘可轴向移动的同步联接；

所述主动盘同轴心设置有连接座，所述连接座设置有二阶轴，所述从动套内径与所述连接座的第一阶轴可滑动套接，所述从动盘与所述连接座的第二阶轴轴承连接。

2.根据权利要求1所述的变速器离合器，其特征在于，所述离合机构还包括楔形块，所述楔形块设置于所述腔体的远离所述出口侧；所述腔体内还设置有压杆，所述弹簧套设于所述压杆外侧；所述压杆一端与所述钢珠接触配合；所述压杆的另一端与所述楔形块滑动配合，用于控制所述钢珠的锁死或释放。

3.根据权利要求2所述的变速器离合器，其特征在于，所述楔形块一端与所述作动盘固定连接，另一端设置有第一弹性元件；所述第一弹性元件抵压于所述主动盘，提供弹力支持所述楔形块及所述作动盘的复位。

4.根据权利要求2所述的变速器离合器，其特征在于，所述主动盘与所述从动套之间通过第一滑销式螺栓固定连接，所述第一滑销式螺栓用于所述主动盘与所述从动套之间的固定以及引导所述从动套的轴向运动；所述第一滑销式螺栓外侧套设有第二弹性元件，用于所述从动套的复位。

5.根据权利要求1所述的变速器离合器，其特征在于，所述轮齿为齿顶面轴向非完整轮齿，其中，所述非完整轮齿的远离主动盘侧为完整轮齿，所述完整轮齿轴向长度大于等于所述钢珠的直径；所述非完整轮齿的靠近主动盘侧为引导轮齿，所述引导轮齿为轮齿齿顶面过渡到无轮齿的过渡部分，用于引导所述钢珠进入所述轮齿进行扭矩传递；所述引导轮齿轴向长度大于所述钢珠的半径。

6.根据权利要求5所述的变速器离合器，其特征在于，所述引导轮齿与所述轮齿轴的过渡端设置有角度连续的倒角，所述倒角轴向长度等于所述钢珠半径。

7.根据权利要求1所述的变速器离合器，其特征在于，所述连接座与所述从动盘的所述主动盘侧设置有限位元件，用于限定所述连接座与所述从动盘的轴向及径向的安装位置。

8.根据权利要求1所述的变速器离合器，其特征在于，所述主动盘与所述离合机构之间设置有第一间隙，用于提供离合器分离时所述离合机构的轴向运动空间；所述作动盘与所述离合机构之间设置有第二间隙，用于提供离合器半联动时所述作动盘相对所述离合机构的轴向运动空间。

9.根据权利要求1所述的变速器离合器，其特征在于，所述作动盘轴心位置设置有外力轴，所述外力轴轴承连接于所述作动盘，所述外力轴用于将作用力传递给所述作动盘。

10.一种传动机构，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的变速离合器。

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